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流化干燥操作和干燥速度曲线的测定一、实验目的（1）掌握测定物料干燥速度曲线的工程意义；（2）熟悉流化干燥设备的流程、工作原理及特点；（3）了解影响干燥速度曲线的因素。
二、基本原理干燥过程是通过某种方式将热量传给含水物料，使含水物料中的水分蒸发分离的过程。
这一过程同时伴有传热和传质，比较复杂。
目前仍主要依赖于实验来解决干燥操作中的问题。
为了确定湿物料的干燥条件，例如已知干燥要求（即被干燥物料的最终湿含量），当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间；或干燥时间一定时，确定所需的干燥面积，必须掌握湿物料的干燥特性即干燥速度曲线。
物料的含水量，可以用相对于物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量、用符号w来表示。
但在干燥过程中，物料总量是随着水分的减少而不断减少，所以采用以绝对干物料量为基准的水分含量C表示更为方便。
在w和C之间有如下关系：C = w /（ 1 - w ）W = C /（ 1 + C ）1．干燥过程若将非常湿的物料置于一定的干燥条件下，例如在有一定湿度、温度和风速的大量热空气气流中，测定被干燥物料的湿含量和温度随时间的变化，可发现干燥过程分为如下三个阶段：（1）物料预热阶段；（2）恒速干燥阶段；（3）降速干燥阶段。
非常潮湿的物料因其表面有液态水存在，当它置于恒定条件的大量热空气气流中时，其温度逐渐升至热风的湿球温度，在达到湿球温度之前的阶段称为预热阶段。
在随后的第二阶段中，由于物料表面存有液态水，物料温度约等于空气的湿球温度，传入的热量只用于汽化物料表面水分。
此阶段中，物料的干基含水率C随时间线性地减少，因此其干燥速率不变，为恒速干燥阶段。
当物料表面已无液态水存在时，便进入第三阶段。
此时，传入的热量使湿物料的温度从湿球温度开始上升，物料温度的上升提高了其毛细孔中水份的汽化分压，但水份由物料内部扩散至表面后的蒸发慢于物料表面水份的蒸发，因此干燥速率很快降低，此为降速干燥阶段。
2．影响气流干燥过程的主要因素（1）气流条件 1） 气流的温度； 2） 气流的湿度；3） 气流的流速。
化工原理干燥概念的理解
干燥是将湿物质中的水分去除，使其达到一定的干燥程度的过程。
化工原理中的干燥通常通过热风、真空、压缩空气等方式进行。
在干燥过程中，湿物质中的水分会被蒸发并转化为水蒸气，然后通过不同的方式将水蒸气从湿物质中分离出来。
干燥的目的是降低湿物质的水分含量，可以提高其质量稳定性、延长保存期限、改善物质的加工性能等。
干燥的方式可以根据具体的工艺要求和物质特性来选择。
常见的干燥方式包括：
1. 热风干燥：通过提供热风，使湿物质中的水分蒸发，然后将水蒸气带走。
热风干燥常用于湿物质的表面干燥，如烘干机、烘箱等设备。
2. 真空干燥：在低压环境下进行干燥，可以降低水分的沸点，快速将水分转化为水蒸气并抽走。
真空干燥适用于对热敏物质的干燥，如药品、食品等。
3. 压缩空气干燥：通过经过冷凝和膨胀等处理，使湿空气中的水分冷凝成水，并将其分离出来。
压缩空气干燥广泛应用于工业生产中对空气质量的要求，如气体净化、压缩空气干燥等。
化工干燥过程中的关键参数包括干燥温度、湿物质的水分含量和湿物质的性质等。
不同的物质要求不同的干燥方式和工艺参数，以达到最佳的干燥效果。
第九章干燥本章学习要求1．熟练掌握的内容湿空气的性质及其计算；湿空气的湿度图及其应用；连续干燥过程的物料衡算与热量衡算；恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间计算。
2．理解的内容湿物料中水分的存在形态及其；水分在气-固两相间的平衡关系；干燥器的热效率；各种干燥方法的特点；对干燥器的基本要求。
3．了解的内容常用干燥器的主要结构特点与性能；干燥器的选用。
* * * * * * * * * * * *§9.1 概述干燥是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其它液体）的单元操作。
在化工、食品、制药、纺织、采矿、农产品加工等行业，常常需要将湿固体物料中的湿分除去，以便于运输、贮藏或达到生产规定的含湿率要求。
例如，聚氯乙烯的含水量须低于0.2%，否则在以后的成形加工中会产生气泡，影响塑料制品的品质；药品的含水量太高会影响保质期等。
因为干燥是利用热能去湿的操作，能量消耗较多，所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿，然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。
一、固体物料的去湿方法除湿的方法很多，化工生产中常用的方法有：1.机械分离法。
即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。
耗能较少、较为经济，但除湿不完全。
2.吸附脱水法。
即用干燥剂（如无水氯化钙、硅胶）等吸去湿物料中所含的水分，该方法只能除去少量水分，适用于实验室使用。
3.干燥法。
即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。
该方法能除去湿物料中的大部分湿分，除湿彻底。
干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然后再利用干燥方法继续除湿而制得湿分符合规定的产品。
干燥法在工业生产中应用最为广泛，如原料的干燥、中间产品的去湿及产品的去湿等。
二、干燥操作方法的分类１、按操作压强分为常压干燥和真空干燥。
真空干燥主要用于处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的场合。
２、按操作方式分为连续操作和间歇操作。
化工原理实验报告干燥化工原理实验报告：干燥概述：干燥是化工过程中常见的一种操作，用于除去物料中的水分或其他溶剂，以提高产品质量或满足后续工艺的需要。
本实验旨在探究干燥的原理及其在化工工艺中的应用。
一、干燥的原理干燥是通过将物料暴露在适当的条件下，使水分或其他溶剂从物料中蒸发出来，达到去除水分的目的。
常见的干燥方法包括自然干燥、加热干燥、真空干燥等。
1. 自然干燥自然干燥是将物料暴露在自然环境下，利用自然界的温度、湿度和风力等因素，使水分逐渐蒸发。
这种方法操作简单，但速度较慢，且受环境因素的影响较大。
2. 加热干燥加热干燥是通过加热物料，提高其表面温度，使水分蒸发。
常见的加热干燥方法包括烘箱干燥、喷雾干燥等。
烘箱干燥是将物料放入烘箱中，利用热空气对物料进行加热，使水分蒸发。
喷雾干燥是将物料以液滴形式喷入热空气中，通过瞬间蒸发的方式进行干燥。
3. 真空干燥真空干燥是在低压条件下进行干燥，通过降低环境压力，使水分在较低温度下蒸发。
真空干燥适用于对热敏性物料的干燥，能够避免物料的热分解或变质。
二、干燥在化工工艺中的应用干燥在化工工艺中具有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 化工产品的干燥在化工生产中，很多产品需要经过干燥操作，以去除其中的水分或其他溶剂。
例如，某些化工产品在含水状态下容易发生反应或降解，因此需要进行干燥以提高稳定性和保存性。
2. 溶剂的回收在溶剂回收过程中，通常需要对溶剂进行干燥，以去除其中的水分或其他杂质。
通过干燥，可以提高溶剂的纯度和再利用率，减少资源的浪费。
3. 催化剂的干燥在催化反应中，催化剂的活性往往与其表面的水分有关。
因此，在使用催化剂之前，通常需要对其进行干燥，以提高催化剂的活性和稳定性。
4. 原料的干燥在某些化工工艺中，原料的水分含量会影响反应的速率和产物的质量。
因此，在反应之前，需要对原料进行干燥，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
结论：干燥是化工过程中常见的一种操作，通过去除物料中的水分或其他溶剂，提高产品质量或满足后续工艺的需要。
化工原理干燥现象的原理
干燥是指将湿物质中的水或其他溶剂除去的过程。
化工原理中的干燥现象主要涉及到物质传质、热传导和质量平衡等原理。
1. 物质传质：湿物质中的水分子存在着与固体或其他溶质之间的相互作用力。
在干燥过程中，水分子需要克服这些相互作用力，才能从湿物质中逸出到气相中，实现传质过程。
传质通常是由高浓度到低浓度的方向进行，即从湿物质表面到气相中。
2. 热传导：在干燥过程中，通过向湿物质提供热量，可以提高物质的温度，促进水分子的蒸发和传质过程。
热传导的速度取决于热传导系数、温度梯度和物质的热容等因素。
3. 质量平衡：在干燥过程中，湿物质中的水分子通过蒸发从湿物质中逸出，同时空气中的水分子通过扩散等方式进入湿物质。
这种水分子的进出平衡使得湿物质中的水分子的含量逐渐减少，直到达到物料表面的饱和度。
综上所述，干燥现象主要是通过物质传质、热传导和质量平衡等原理来实现湿物质中水分子的从湿物质中蒸发并逸出的过程。
《化工原理》第九章干燥§1 概述一、概念干燥是利用热能除去湿固体物料中湿份（水分或其它液体）的操作。
二、干燥与蒸发的区别蒸发：溶剂分子从料液表面进入气相。
料液表面溶剂蒸汽分压始终是饱和蒸汽压，蒸发速率由传热速率控制。
干燥：溶剂分子从湿物料表面进入气相。
湿物料表面溶剂蒸汽分压不一定是饱和蒸汽压，干燥速率同时由传热速率和传质速率所控制。
三、干燥操作进行的必要条件干燥是热质同时传递过程，干空气将热量传给湿物料；湿物料将湿份传给干空气。
湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→干燥湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压等于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→平衡湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压小于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→增湿（回潮）干燥操作进行的必要条件：湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压必需大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。
四、干燥分类1、按操作压力的大小分类常压干燥和真空干燥2、按操作方式分类1） 传导干燥（间接加热干燥）2） 对流干燥（直接加热干燥）3） 辐射干燥4） 介电加热干燥（高频加热干燥）3、按操作流程分类连续干燥间歇干燥§2 湿空气的性质一、水蒸气分压P w湿空气 P 总 = P a + P w饱和湿空气 P 总 = P a + P S二、湿度（湿含量）H定义：单位质量绝干空气中所含水分的质量。
w w a w a w a a w w p P p p p M M n M n M H -⋅=⋅=⋅⋅==2918量湿空气中绝干空气的质湿空气中水蒸气的质量湿空气的湿度：w w p P p H -⋅=622.0饱和湿空气的湿度：S S S p P p H -⋅=622.020o C 233.2m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 015.033.23.10133.2622.0=-⨯=80o C 24.47m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 55.04.473.1014.47622.0=-⨯=例：求20o C 下mmHg p w 54.17=时的H 和H S 及50o C 下mmHgp w 35=时的H 和H S 。
第九章干燥第一节概述一、去湿的方法分类：干燥——在化工中，某些固体原料、半成品、成品常含有一定水分或其它溶液（湿分）需要除去。
干燥往往紧跟在蒸发、结晶、过滤、离心分离等操作过程之后的操作。
1、机械去湿法——用压滤、抽滤、过滤和离心分离等方法来除去湿分。
适用：不需要将湿分完全除去的情况。
2、化学去湿法——用生石灰、浓硫酸、无水氯化钙等吸湿性物料来除去湿分。
适用：小批量固体物料的去湿或除去气体中水分的情况。
去湿费用高、操作麻烦。
去湿效果好。
3、热能去湿法——用热能使湿分从物料中汽化，并排除所生成的蒸汽来除去湿分。
适用：相当完全地除去物料中的湿分。
二、按热能传给湿物的方式分类：1、传导干燥（间接加热干燥）——载热体（加热蒸汽）将热能以传导的方式通过金属壁传给湿物料。
2、对流干燥（直接加热干燥）——载热体（干燥介质）将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。
干燥介质——常用热空气。
并带走水蒸汽。
3、辐射干燥——热能以电磁波形式由辐射器发射，射至湿物料表面被其吸收再转变为热能，将水分加热激化而达到干燥的目的。
4、介电加热干燥——将需要干燥的物料置于高频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。
高频加热——电场的频率低于300MHz超高频加热（微波加热）——电场的频率300MHz~300GHz之间。
常用微波加热——电场的频率915MHz和2450GHz两种。
5、干燥过程●工业上应用最普遍的干燥——对流干燥●通常使用干燥介质——热空气●湿物料中被除去的湿分是——水分●干燥过程——属于传质和传热相结合的过程●干燥速率——与传热速率有关，与传质速率有关。
（1）、干燥原理：空气经过预热升高温度后，从湿物料的表面流过。
热气流将热能传至物料事如神表面，再由表面传至物料的内部，这是一个传热过程。
与此同时，水份从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，然后，水汽透过物料表面的气膜而扩散至热气流的主体，这是一个传质过程。
所以，物料的干燥是属于传热和传质相结合的过程。
干燥速率既和传热速罕有关，又和传质速率有关。
（2）、干燥过程：干燥过程得以进行的条件是物料表面气膜两侧必须有压力差，即被干燥物料表面所产生的水蒸气压力必须大于干燥介质(空气)中水蒸气分压。
两者的压力差的大小表示汽化水分的推动力。
压力差越大，干燥过程的进行越迅速。
所以，必须用干燥介质及时地将汽化的水分带走，以保持一定的汽化水分的推动力。
如果压力差等于零，表示干燥介质与物料之间的水蒸气达到动态平衡，干燥过程即行停止。
三、按操作的方式来分类：干燥可分为连续式干燥、间歇式干燥。
●连续式干燥的优点：生产能力大，热效率高，劳动条件比间歇式的好，能得到较均匀的产品。
●间歇式干燥的优点：基建费用较低，操作控制方便，适用于干燥品种多、干燥时间长和批量小的物料。
因为被干燥物料的型态(溶液、浆状、育彻状、粉末状、颗粒状、块状、片状、拉丝状和薄膜状等)和性质各不相同，生产能力的大小相差悬殊，对产品的要求(含水量、粒径、溶解性能、色光和形状等)又不相同，所以，干燥器的型式多种多样第二节 干燥速率和干燥时间一、干燥速率1、干燥速率——单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量。
U 表示，kg/(m 2·s)用微分式表示：τAd dM U 水=式中：dM 水——物料表面上汽化的水量，kgA ——被干燥物料的表面积，m 2d τ——干燥时间，s2、影响干燥速率的因素：影响干燥速率的因素主要有三个方面：湿物料、干燥介质和干燥设备。
这三者又是互相关连的。
现就其中较为重要的影响因素讨论如下。
(1)、物料的性质和形状：包括湿物料的物理结构、化学组成、形状和大小、物料层的厚薄，以及水分的结合方式等。
在干燥第一阶段，由于物料的干燥相当于自由水面的汽化。
因此，物料的性质对干燥速率影响很小，主要受干燥介质条件的影响。
但物料的形状、大小和物料层的厚薄影响物料的临界含水量。
在干燥第二阶段，物料的性质和形状对干燥速率起决定性影响。
(2)、物料本身的温度：物料的温度越高，则干燥速率越大。
但物料的温度与干燥介质的温度和湿度有关。
（3)、物料的含水量：物料的最初、最终以及临界含水量决定干燥各阶段所需时间的长短。
(4)、干燥介质的温度和湿度：干燥介质(空气)的温度越高、湿度越低，则干燥第一阶段的干燥速率越大，但是以不损害物料为原则。
对某些热敏性物料，更应考虑选择合适的温度。
有些干燥设备采用分段中间加热方式可以避免过高的介质温度。
(5)、干燥介质的流速和流向：在干燥第一阶段，提高气速可以提高干燥速率。
介质的流动方向垂直于物料表面的干燥速率比平行时要大。
在干燥第二阶段，气速和流向对干燥速率影响很小。
(6)、干燥器的构造：上述各项因素都和干燥器的构造有关。
许多新型干燥器就是针对某些有关因素设计的。
所以，由于影响干燥速率的因素很多，目前还不能从干燥机理，得出计算干燥速率和干燥时间的公式，也没有统一的计算方法来确定干燥器的主要尺寸。
通常在小型实验装置中测定有关数据作为放大设计计算的依据。
二、恒定干燥情况下干燥时间的计算在恒定干燥情况下，物料从最初含水量X1，干燥到最终含水量X2所需的时间，可根据在相同情况下由实验测定的干燥速率曲线(如图10—15)和式(10—46)求得。
将式(10—46)写成积分式，得第三节干燥器一、对于干燥器一般要求：①、能保证产品的工艺要求。
如能达到指定的干燥程度、干燥质量均匀；有的产品要求保持结晶形状；有的要求不能龟裂变形等。
②、干燥速度快。
这样，可以减小设备尺寸，缩短干燥时间。
③、干燥器的热效率高。
在干燥操作中热能的利用是主要的技术经济指标。
④、干燥系统的流体阻力要小。
这样，可以降低输送机械的能量消耗。
⑤、操作控制方便，劳动条件良好，附属设备简单。
二、干燥器以加热方式和形状或操作条件来分类，如下所示。
干燥器：1、对流干燥器——厢式、转筒、气流、沸腾、喷雾干燥器2、传导干燥器——滚筒、冷冻、真空干燥器3、辐射干燥器——红外线干燥器4、介电加热干燥器——微波干燥器三、对流干燥器的结构和特点1、厢式干燥器（1）、结构图10—18是一台间歇操作的常压厢式干燥器，又称为盘架式干燥器，是目前还在使用的最古老的干燥器。
主要构造：一外壁绝热的厢式干燥室和放在小车支架上的放料盘。
干燥室的大小和放料盘的多少，由所处理的物料量的多少和所需的干燥面积而定。
图中放料盘分成三组，盘中物料层的厚度一般为10~100mm。
空气经加热器加热到一定温度后，被送风机吸入，沿图中箭头指示方向下行进入下部几层放料盘，再经中间加热器加热后进入中部几层放料盘，最后经另一中间加热器加热后进入最上部的几层放料盘，而后排出。
当热空气流过放料盘时，将盘内被干燥物料中的水分汽化带走，物料便被干燥。
空气的流速通常为1—10m/s，随物料的粒度而定。
空气分段加热和废气部分循环，可以使厢内空气温度均匀，提高热效率和干燥效率。
（2）、优点：构造简单，容易制造，适应性较大。
（3）、缺点：干燥不均匀；由于物料层是静止的，需要的干燥时间较长；装卸物料劳动强度大，操作条件差。
但在实验室和中小型生产中仍能长期使用。
（3）、适用：这种干燥器适用于干燥粒状、片状和膏状物料，较贵重的物料，批量小、干燥程度要求较高、不允许粉碎的易碎的脆性物料，以及随时需要改变风量、温度和湿度等干燥条件的情况。
对于热敏性、易氧化或燃烧的物料，可用厢式真空干燥器。
2．转简干燥器（1）、结构图10—19是一台用热空气直接加热的并流操作的转筒干燥器，又称为回转圆筒干燥器。
转筒干燥器的干燥室是一个倾斜角度为0.5°~0.6°的横卧旋转圆筒。
圆筒的全部重量支承在滚轮上，筒身被齿轮带动而回转。
物料从转筒较高的一端加入。
随着圆筒的转动，物料随筒壁上升至一定的高度后又受重力的作用而落下，作螺线运动前进，移动到较低的一端时，便被干燥完毕而排出。
在圆筒内壁面上装有许多与筒轴平行的抄板，它的作用是把物料抄起来又洒下，同时促使物料前移，使物料与空气的接触面积增大以提高干燥速率。
常用的抄扳如图10—20所示。
空气一般由较高一端借抽风机吸入，经空气加热器(用蒸汽加热)后进入圆筒中，与被于燥物料成并流接触，将物料中水分带走。
从圆筒的较低一端排出。
转简干燥器是连续操作的干燥器。
圆筒的转数一般为1.8r／min。
物料与空气的流向通常有并流和逆流两种，根据物料的性质和最终含水量的要求而定。
（2）、特点：并流干燥操作的特点：等速干燥阶段的干燥速率快，干燥后的物料温度低，热能利用程度高。
并流操作适用于物料含水量较高时允许快速干燥，不致发生裂纹或焦化，而干燥后物料不耐高温，吸湿性很小的物料的干燥。
逆流干燥操作的特点：干燥后物料的含水量可以降到较低的数值，干燥器内传热和传质推动力比较均匀。
逆流操作适用于在等速阶段干燥速率不宜过快，而干燥后能耐高温的物料的干燥。
装在转简内物料的体积约为转筒总体积的10％—25％。
除热空气外，对于能耐高温和不怕污染的物料可采用烟道气作干燥介质，能够得到较高的体积蒸发率[kg水/(m3·h)]和热效率。
例如，气体进口温度为227℃时，对于进口含水量较高的物料，干燥器的体积蒸发率为15kg水/(m3·h)，热效率为30％—50％；气体进口温度为527℃时，体积蒸发率为35kg水/(m3·h)，热效率为60％—80％。
为了防止粉尘飞扬，转筒干燥器内气速应较小。
对于粒径在1mm左右的物料，气速是0.3~1.0m/s；对于粒径在5mm左右的物料，气速在3m/s以下。
转筒干燥器的体积传热膜系数αa=0.12—0.24kW/(m2·K)。
转简干燥器的优点：生产能力大，气流阻力小，操作弹性大，操作方便。
转简干燥器的缺点：消耗钢材量多，基建费用较高，占地面积大。
转筒干燥器适用：干燥大量生产的散粒状或小块状物料，如无机盐结晶、硫铵、尿素、矿边、陶土和碳酸钙等物料。
国内现有的转筒干燥器，直径为0.6—2.5m，长度为2~7m，所处理物料的含水量范围为3％—50％，产品含水量可降至0.5％左右，甚至可降到0.1％。
物料在干燥器内停留时间约为5min至2h。
3．气流干燥器（1）、结构在气流干燥器中，干燥过程是利用高流速的热气流，使粉粒状的物料悬浮在气流中，在气力输送过程中实现的。
图10—21是一台直管气流干燥器。
操作时，热空气以很高的流速(约20-40m/s)，沿10—20m长的直立管向上流动。
由于物料颗粒悬浮在空气中，气固传热表面积很大，气固传热膜系数很大，物料中非结合水分很快汽化。
气流干燥器是一种干燥速率很高的干燥器。
它的优点：由于物料与空气接触的表面积大，干燥速率快；物料在干燥器中的停留时间很短，不超过5~10s，可以在很高的温度下干燥；设备紧凑，结构简单；造价低，占地面积小；操作连续而稳定，可以完全用自动控制装置来控制操作。
